近20年来，异步电机直接转矩控制以其简洁明了的系统结构，优良的动、静态性能，得到了极大的发展。多电平逆变器由于具有对器件耐压要求低、输出谐波含量小等优点，已经广泛地应用于高压大功率变频调速场合。而其中二极管箝位型(NPC)三电平逆变器又是研究最多、应用最广的一种多电平拓扑结构。因此，本文针对二极管箝位型三电平逆变器异步电机直接转矩控制系统进行了研究。　　 首先，本文分析了二极管箝位型三电平逆变器的工作原理，给出了其空间电压矢量模型，并建立了异步电动机和NPC型三电平逆变电路的数学模型。由于NPC型三电平逆变器的中点电压波动与输出电流存在关联，有必要将两者结合起来分析并建立系统在α-β静止坐标系下的统一数学模型。　　 其次，通过对传统SVPWM算法的分析比较，提出一种基于ja-jb-jc虚坐标系下的空间电压矢量调制(SVPWM)算法，并采用开关函数法控制中点电压的平衡。该算法在矢量选取和作用时间的计算方面等明显优于传统算法。本文在Matlab/Simulink环境下，对基于虚坐标系下的三电平SVPWM直接转矩控制系统进行了仿真研究，验证了所提出方案的有效性。　　 最后，为了提高交流电机控制性能，将基于VME总线的嵌入式系统应用到交流调速系统中，控制器硬件采用美国GE公司的VMIC高性能控制器；软件平台采用嵌入式实时操作系统VxWorks，保证了控制系统的稳定性、快速性与实时性。实验结果表明了硬件平台的正确性和高性能算法的可行性。